江陵凹陷它源油藏成藏模式及特征

袁娟梅

(中國石化江漢油田分公司勘探開發(fā)研究院，湖北武漢 430223)

江陵凹陷它源油藏成藏模式及特征

袁娟梅

(中國石化江漢油田分公司勘探開發(fā)研究院，湖北武漢 430223)

勘探實踐表明，江陵凹陷呈現(xiàn)出多層位立體含油的特點，油源均來源于古近系新溝嘴組。通過對深層白堊系和淺層的荊沙組、潛江組的它源油藏的解剖，發(fā)現(xiàn)砂體-砂體側(cè)向輸導(dǎo)和砂體-斷層-砂體側(cè)向垂向輸導(dǎo)兩種類型成藏模式，認為油源、油源斷層和儲層是它源油藏成藏的主控因素；在對比兩種不同類型的它源油藏成藏特征的基礎(chǔ)上，指出了勘探有利地區(qū)。

江陵凹陷;它源油藏;輸導(dǎo)體系;成藏模式;成藏控制因素

它源油藏泛指成藏的地層中沒有烴源能力，油藏中的油源來源于其它層位，是利用油氣的來源進行的一種分類油藏，與之對應(yīng)的是自源油藏。江陵凹陷獨特的成藏地質(zhì)條件，形成了大量的它源油藏，古近系新溝嘴組的烴源巖形成的油氣，既有在深層白堊系成藏的，也有在淺層古近系荊沙組、潛江組成藏的，這些它源油藏成藏特征比較典型。本文旨在探討它源油藏成藏特征，明確它源油藏勘探的有利區(qū)帶，為同類型油藏勘探提供借鑒。

1 地質(zhì)概況

江陵凹陷位于江漢盆地的西部，面積約6 500 km2，是江漢盆地最大的次級構(gòu)造單元，也是江漢盆地富烴凹陷之一(圖1)。江陵凹陷是在前白堊系基底上發(fā)育起來的白堊-第三系斷坳型沉積凹陷，沉積近萬米的陸相碎屑巖。凹陷內(nèi)自下而上分別發(fā)育有白堊系,古近系的沙市組、新溝嘴組、荊沙組、潛江組、荊河鎮(zhèn)組, 新近系廣華寺組及第四系地層, 以碎屑巖沉積為主。沙市組、新溝嘴組下段發(fā)育有含鹽層系[1]。

圖1 江陵凹陷構(gòu)造位置

江陵凹陷中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的油層層位分布很廣，新溝嘴組烴源巖生成的油氣不僅在新溝嘴組中成藏，還在毫無烴源能力的“紅層”白堊系[2-3]、荊沙組中成藏[4]，而且隨著勘探的深入，在與新下段烴源巖縱向上相差1 000 m的潛江組也發(fā)現(xiàn)新下段生成的油氣。在部分區(qū)帶中它源油藏探明儲量甚至超過新溝嘴組的自源油藏，并且產(chǎn)量較高。它源油藏已經(jīng)成為江陵凹陷增儲的重要領(lǐng)域。

2 它源油藏成藏特征

2.1 油源對比

江陵凹陷油層涉及到古近系的潛江組、荊沙組、新溝嘴組及白堊系。從沉積特征看，白堊系和荊沙組沉積的地層均無生烴能力。江陵凹陷主要的生烴層系是新溝嘴組和潛江組，而潛江組由于埋深的關(guān)系，大量處于未熟-低熟階段，已經(jīng)證實僅在凹陷東部鹽卡地區(qū)潛江組砂巖中見到少量的潛江組未熟-低熟油[5]。

從原油和烴源巖中族組分三角圖分析(圖2a)，白堊系、荊沙組和潛江組原油與新溝嘴組原油一樣，都具有高飽和烴優(yōu)勢，油源都來源于新下段成熟烴源巖，明顯不同于潛江組低熟-未熟烴源巖具有高的非烴和瀝青質(zhì)的特征。從已發(fā)現(xiàn)的各個層系的原油的類異戊二烯烷烴特征分析(圖2b)，都具有明顯的植烷優(yōu)勢，且Pr/Ph在15%～30%，Ph/nC18在35%～55%，具有同源特征。從甾烷C27、C28、C29三角圖分析(圖2c)也表明淺層的潛江組、荊沙組和深層的白堊系油源都來源于新溝嘴組烴源巖，屬于它源油藏。

圖2 江陵凹陷油源對比三角圖

2.2 輸導(dǎo)體系

從目前發(fā)現(xiàn)的它源油藏成藏的油藏解剖分析，主要存在兩種輸導(dǎo)體系組合，一種是砂體-砂體輸導(dǎo)體系，另外一種是砂體-斷層-砂體的輸導(dǎo)體系。

2.2.1 砂體-砂體側(cè)向輸導(dǎo)體系

由于大斷層作用，造成新下段烴源巖與其它層系直接對接，新下段烴源巖形成的油氣通過新下段砂體側(cè)向運移后，直接進入它源油藏成藏層系中直接成藏。

萬城斷裂帶復(fù)Ⅰ塊白堊系紅花套組油藏是這種輸導(dǎo)體系最為典型的代表(圖3)。該油藏中通過萬城斷層新下段的砂體與白堊系紅花套組巨厚的砂體直接接觸，新下段的油氣順著新下段的砂體側(cè)向運移后直接進入紅花套組砂體成藏。通過開發(fā)井鉆探情況、原油對比和水資料分析[6]，表明上升盤的白堊系紅花套組油藏和下降盤的新下段部分砂層油藏是連通的，上升盤和下降盤不同層位的砂體形成了一個“完整”的背斜，這些都進一步證實了白堊系紅花套組油藏的輸導(dǎo)體系是砂體-砂體類型。

2.2.2 砂體-斷層-砂體側(cè)向垂向輸導(dǎo)體系

在這種輸導(dǎo)體系中，由于斷層斷距較小，或者是油氣沿著斷層運移后在同一盤成藏，因此油氣運移的路徑表現(xiàn)為通過新下段砂體側(cè)向運移后，沿著斷層垂向運移后在目的層成藏。

江陵凹陷中淺層的荊沙組和潛江組油藏均是這種類型的輸導(dǎo)體系(圖3)。這一類型的輸導(dǎo)方式中，斷層的垂向運移是比較重要的環(huán)節(jié)。從實際鉆探中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)油氣向上可以在垂向上移動超過1 000 m。因此與斷層緊鄰的物性較好的儲集體都有可能捕獲到油氣。

這兩種輸導(dǎo)體系中，前者僅出現(xiàn)側(cè)向運移，后者除側(cè)向運移外還有垂向運移，因此后者油氣運移的距離要遠于前者。目前江陵凹陷還未發(fā)現(xiàn)通過不整合面輸導(dǎo)的它源油藏。

2.3 成藏控制因素

從它源油藏形成的特點分析，成藏主要有三要素：油源、油源斷層、儲層。

2.3.1 油源

油源是它源油藏成藏的基礎(chǔ)。它源油藏可以是直接烴源巖一次排烴的產(chǎn)物，也可以是油氣成藏后遭受破壞后的再次成藏(次生油藏)，因此其油源可以是良好的烴源巖區(qū)，也可以是早期的油藏區(qū)，后期由于構(gòu)造破壞作用油氣沿著斷層運移后再次成藏。

圖3 江陵凹陷自源與它源油藏成藏模式

大量包裹體資料證實，深層的白堊系油藏主要是烴源巖的一次運移成藏，而淺層的荊沙組和潛江組油藏則主要是早期的新溝嘴組油藏遭受破壞后沿斷層運移形成的次生油藏。由于其形成的原因不一，兩者在平面的位置也各有特點。深層的白堊系油藏位于緊鄰最好生烴向斜(梅槐橋向斜)的萬城斷裂帶，新下段深層的油氣在萬城斷層的作用下直接在白堊系成藏；淺層的荊沙組、潛江組油藏則主要是位于荊州背斜帶上，由于構(gòu)造活動大量斷裂破壞新溝嘴組古油藏，油氣沿著斷層運移到淺層成藏。

2.3.2 油源斷層

油源斷層是它源油藏成藏的核心。無論是烴源巖生成的油氣一次運移直接成藏的深層白堊系油藏，還是通過破壞早期新溝嘴組形成的油藏后再次在淺層的荊沙組、潛江組形成的次生油藏，都需要油源斷層在烴源巖運移期或者后期的活動，形成油氣側(cè)向或者垂向運移，到其它層系成藏。

2.3.3 儲層

儲層是它源油藏成藏的關(guān)鍵。從目前大量的它源油藏的解剖分析，儲層物性好的砂體含油級別、油層產(chǎn)能均較好，致密的砂體不含油或者含油氣差。對比深層的白堊系和淺層的荊沙組、潛江組，白堊系砂巖物性更好，砂體厚度大，因此白堊系它源油藏的儲量大、產(chǎn)量高。

它源油藏成藏的三要素不是孤立的，必須有機的結(jié)合。只有那些具有油源條件，并且具有油源斷層且與物性好的砂體連通的才能成藏。綜上所述，江陵凹陷它源油藏成藏的主控因素是油源、斷層、儲層有效的配置。

2.4 成藏特征

根據(jù)以上分析，江陵凹陷它源油藏主要存在兩種成藏模式。第一種是以深層白堊系為代表的通過砂體-砂體側(cè)向運移為主的油氣一次運移成藏的它源油藏，第二種是以淺層荊沙組、潛江組為代表的通過后期斷層的活動破壞早期新溝嘴組油藏后油氣以斷層垂向運移后形成的次生它源油藏。這兩種油藏雖然成藏方式有所不同，但都具有近源的特征。這些油藏主要分布在油源斷層附近，油氣運移到目的層后側(cè)向運移距離較短。深層的白堊系油藏平面主要分布在油源斷層-萬城斷層的“一臺階”[3]，而淺層的油藏都主要分布在油源斷層附近。

從油氣運移距離及輸導(dǎo)體系看，第一種類型油氣運移距離近，油氣損耗小，第二種類型則運移距離遠，油氣損耗大；結(jié)合地層沉積特征，可以看出白堊系它源油藏單層油藏連片性好，以構(gòu)造、巖性油藏為主，油藏規(guī)模大，而淺層、荊沙組潛江組單層油藏連片性差，但縱向可疊合連片，以巖性油藏為主，油藏規(guī)模小。綜上所述，這兩種類型它源油藏特征既有相同點也有差異點(表1)，結(jié)合各自的特點，白堊系它源油藏可以實行主探，而淺層荊沙組、潛江組它源油藏以立體兼探為主。

3 有利勘探區(qū)帶

根據(jù)它源油藏成藏模式及特點的差異性，不同類型的它源油藏有利區(qū)帶不同。深層白堊系它源油藏應(yīng)當(dāng)尋找大斷裂周緣新下段烴源巖與白堊系配置關(guān)系好的地區(qū)，目前最有利的地區(qū)是萬城斷裂帶[8]。萬城斷裂帶在白堊系已經(jīng)尋找到近千萬噸的儲量，但主要集中在萬城斷層的中南部，北部見到良好的油氣顯示，但由于地震資料品質(zhì)較差，構(gòu)造細節(jié)沒有落實，制約了油氣的勘探。如果通過地震資料的重新采集處理，改善資料品質(zhì)，重新落實構(gòu)造，可實現(xiàn)萬城斷裂帶的再次突破。同時在資北斷層上升盤，白堊系與新溝嘴組具有一定的對接關(guān)系，是下步深層白堊系勘探應(yīng)該重視的地區(qū)。

表1 它源油藏成藏特征

淺層荊沙組、潛江組它源油藏應(yīng)該尋找新溝嘴組古油藏區(qū)，且有大量晚期斷層活動的區(qū)帶，荊州背斜帶[9]和涴市斷裂帶是最為有利的勘探區(qū)帶，在這些區(qū)帶中進行新溝嘴組原生油藏勘探的同時，還應(yīng)加強淺層它源油藏的立體勘探。

4 結(jié)論

(1)江陵凹陷發(fā)育有兩種類型的它源油藏，一種是油氣一次運移成藏的深層白堊系油藏，一種是破壞早期新溝嘴組原生油藏后形成的淺層荊沙組、潛江組次生油藏。

(2)油源、斷層、儲層有效的配置是它源油藏的成藏主控因素。

(3)兩種不同類型的它源油藏成藏各具特點，決定了其勘探方式和勘探區(qū)帶的差異。

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編輯：吳官生

1673-8217(2015)01-0026-04

2014-07-02；改回日期：2014-10-20

袁娟梅,工程師，1983年生， 2006年畢業(yè)于長江大學(xué)地球物理學(xué)院勘探工程專業(yè)，現(xiàn)從事油氣勘探研究工作。

TE112.31

A

作者簡介：中國石油化工股份有限公司重點科技攻關(guān)項目“江陵凹陷構(gòu)造運動與油氣富集規(guī)律研究”(P08041)。